半导体装置及其制造方法和包括半导体装置的电子系统与流程

本公开涉及一种半导体装置及其制造方法以及包括该半导体装置的电子系统。

背景技术：

1、在实现数据存储的电子系统中，半导体装置可以有能力存储大容量数据。因此，正在研究用于增大半导体装置的数据存储容量的方法。例如，一种用于增大半导体装置的数据存储容量的方法可以包括三维布置的存储器单元以替代二维布置的存储器单元。

技术实现思路

1、根据实施例，一种半导体装置包括：栅极堆叠结构，具有交替堆叠在绝缘部分上的多个栅电极和多个绝缘层；沟道结构，在与绝缘部分交叉的交叉方向上延伸穿过栅极堆叠结构；以及水平导电层，在绝缘部分与栅极堆叠结构之间连接到沟道结构，并且包括具有掺杂剂的掺杂单晶半导体层。

2、根据实施例，一种半导体装置的制造方法包括以下步骤：在半导体基底上形成具有第一导电类型的第一掺杂单晶半导体层；在第一掺杂单晶半导体层上形成堆叠结构，使得堆叠结构包括交替的绝缘层和牺牲层；形成穿透堆叠结构和第一掺杂单晶半导体层的沟道结构；形成穿透堆叠结构的开口以暴露第一掺杂单晶半导体层的一部分，使得第一掺杂单晶半导体层的第一部分不暴露，并且第一掺杂单晶半导体层的第二部分暴露；将第二导电类型掺杂剂掺杂到第一掺杂单晶半导体的第二部分，使得第一掺杂单晶半导体层的第一部分为第一导电类型区域，并且第一掺杂单晶半导体层的第二部分为第二导电类型区域；用栅电极替换牺牲层；去除半导体基底；以及在掺杂单晶半导体层、沟道结构和栅极堆叠结构上形成掺杂多晶半导体层。

3、根据实施例，一种电子系统包括：主基底；半导体装置，位于主基底上；以及控制器，在主基底上电连接到半导体装置，其中，半导体装置包括栅极堆叠结构、沟道结构和水平导电层，栅极堆叠结构具有在绝缘部分上交替的栅电极和绝缘层，沟道结构与绝缘部分交叉并延伸穿过栅极堆叠结构，水平导电层在绝缘部分与栅极堆叠结构之间连接到沟道结构，水平导电层包括具有掺杂剂的掺杂单晶半导体层。

技术特征：

1.一种半导体装置，所述半导体装置包括：

2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，掺杂单晶半导体层具有p型区域和n型区域，p型区域和n型区域限定pn结。

3.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，

4.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，

5.根据权利要求3所述的半导体装置，其中，

6.根据权利要求5所述的半导体装置，所述半导体装置还包括：

7.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，

8.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，

9.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，

10.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，

11.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，

12.根据权利要求7所述的半导体装置，其中，掺杂单晶半导体层的厚度比掺杂多晶半导体层的厚度大。

13.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，掺杂单晶半导体层的厚度为10nm至1μm。

14.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，掺杂单晶半导体层的厚度比绝缘层和栅电极中的每个的厚度大。

15.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，掺杂单晶半导体层包括掺杂单晶硅或掺杂单晶硅锗。

16.根据权利要求1所述的半导体装置，所述半导体装置还包括：

17.一种半导体装置的制造方法，所述半导体装置的制造方法包括以下步骤：

18.根据权利要求17所述的半导体装置的制造方法，其中，形成第一掺杂单晶半导体层的步骤包括通过使用外延工艺来形成包括硅或硅锗的单晶半导体层。

19.根据权利要求17所述的半导体装置的制造方法，所述半导体装置的制造方法还包括：

20.一种电子系统，所述电子系统包括：

技术总结
提供了半导体装置及其制造方法和包括半导体装置的电子系统。所述半导体装置包括：栅极堆叠结构，包括在绝缘部分上交替的栅电极和绝缘层；沟道结构，与绝缘部分交叉，并且延伸穿过栅极堆叠结构；以及水平导电层，在绝缘部分与栅极堆叠结构之间连接到沟道结构，水平导电层包括具有掺杂剂的掺杂单晶半导体层。

技术研发人员：金俊亨,权俊瑛,金志荣,成锡江
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5